密苏里大学工程学院的研究人员成功地利用3D打印技术制作了人脑的人工模型。这项突破有望彻底改变科学家研究神经系统疾病、培训医疗专业人员以及开发个性化治疗工具的方式。目前该模型的大小约为真实人脑的15%，但研究团队计划在一年内制作出全尺寸版本。这款3D打印大脑模型的独特之处在于，它不仅忠实地模拟了真实脑组织的外观，还模拟了其力学结构和电磁特性。
这个3D打印的大脑模型只有真实人脑大小的15%。
什么是脑鬼影？
在研究中，“模型”指的是一种测试样本或模型，其设计目的是复制真实生物组织的材料特性和成像特征。这种脑部模型使研究人员能够分析大脑对机械力和电磁波的反应。它提供的数据是计算机模拟无法提供的。
一种新方法：集成式3D打印
大多数软组织模型采用的方法会导致其内部结构均匀，无法体现真实脑组织的异质性。为了克服这一局限性，密苏里大学的研究团队采用了一种名为“集成3D打印”的技术。该模型并非在空气中打印，而是在凝胶状支撑介质的槽内打印。这种支撑介质赋予打印件必要的结构稳定性，从而能够再现大脑不同区域的刚度差异，以及其灵活的褶皱和沟槽。
集成式3D打印技术可以制造出刚度可变的模型。
一种模拟脑组织的定制墨水
这项研究的主要创新之一在于开发了一种定制墨水：一种经过改良的普通聚合物，研究人员可以对其进行精确调整，以重现脑组织的机械、热学和介电特性。
通过调整墨水的化学成分，该团队可以打印出类似于灰质或白质的区域：
大脑和脊髓中含有灰质。它支持思维、运动和记忆，并在信息处理、行为控制和情绪管理中发挥关键作用。
白质传导、处理和传递脊髓内的神经信号，并解释来自身体的感觉信息。
机械与航空航天工程讲师、该研究的合著者克里斯托弗·奥布莱恩解释说：“人体组织极其复杂，由不同性质的材料组成。我们的3D打印方法使我们能够以以前无法实现的方式重现这种复杂性。”
应用领域：从医学培训到神经学研究
3D打印的大脑模型在医学和研究领域具有广泛的潜在应用：
医学培训：医生和医学生可以使用逼真的3D打印大脑模型进行训练，从而在接触病人之前安全地反复练习。
个性化治疗方案：根据个人MRI或CT扫描生成的定制大脑模型可以帮助医生制定和调整治疗策略。
医疗器械测试：模型可用于研究植入物或常见电子设备如何与脑组织相互作用。
神经系统疾病研究：这些幽灵可以帮助科学家研究阿尔茨海默病、脑动脉瘤和头部损伤等病理的进展。
Mujtaba Rafique Ghoto（左）和Christopher O'Bryan正在准备3D打印过程中使用的计算机模型。
该研究的首席研究员、博士生穆杰塔巴·拉菲克·戈托强调了该项目的更广泛意义：“它旨在为医学和科学界提供一种既实用又个性化的工具。它在改善健康和安全方面具有巨大的潜力。”
编译整理：3dnatives
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